铁皮石斛种子萌发关键因素研究

作者:赵昕梅;远凌威;张玉 刊名:农技服务 上传者:朴金波

【摘要】采用无菌萌发方法,观察比较不同培养基上种子萌发过程中形态学特征,以期获得影响铁皮石斛种子萌发的关键因素。结果表明,不同培养基上种子萌发快慢不同,均能观察到原球茎。本研究结论为,无菌和水分存在条件下,铁皮石斛种子即可萌发至原球茎阶段,但完成其形态建成则需要其它营养物质参与。

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铁皮石斛(DendrobiumofficinaleKimuraetMigo)为兰科石斛属(Dendrobium)多年生药用植物,在《道藏》中被列为九大仙草之首。铁皮石斛种子细小,每粒蒴果内有数以万计的种子,但是,其自然繁殖率极低。加之人类对铁皮石斛资源的过度利用和对其生境的破坏使得野生铁皮石斛野生资源濒临灭绝。目前,利用人工快繁技术获得铁皮石斛苗已经成为其种植产业种苗来源的主要途径,然而,长期的无性繁殖将会导致种苗优良性状的衰退和突变,导致种植成本升高和品质下降。利用种子萌发获得的实生苗具有成本低、速度快和性状优良等优点,关于种子萌发方面的研究主要集中于无菌萌发和共生萌发[1-3],关于影响铁皮石斛种子萌发的因素观点不一。本实验以铁皮石斛种子为材料,探索影响铁皮石斛种子萌发的关键因素,旨在揭示其繁育过程机制的同时,有利于其资源保护和再生,也有利于缓解药材生产和社会需求之间的尖锐矛盾。1、材料与方法1.1材料野生铁皮石斛为安徽岳西药农和河南鸡公山药农提供,经张苏锋教授鉴定均为铁皮石斛,栽种于信阳师范学院生命科学学院日光温室,蒴果为人工授粉获得。1.2方法1.2.1培养基的配制基本培养基选用改良MS(编号8)培养基,其他培养基组分见表1,蔗糖终浓度30g/L,琼脂7g/L。表1铁皮石斛种子萌发试验中的培养基“+”表示添加,“-”表示未添加1.2.2材料处理蒴果经表面消毒后,无菌播种于培养基中,每种培养基接种8瓶。放置于温度252,光照约2000lx,10h进行培养,定期观察记录。2、结果与分析铁皮石斛种子播种于不同的培养基上后,培养1周左右时均能观察到种子由原来的淡黄色变为浅黄绿色(图1,B),显微镜下观察发现,种胚吸水膨大,种皮变薄,呈透明状(图2,)。继续培养至2周左右时,种子绿色加深,种胚继续膨大,呈圆球状,部分种胚胀破种皮,并且可观察到透明指状物,似假根(图2,)。当培养至4周左右时,培养瓶内种子绿色加深,体积明显变大(图1,C),显微镜下发现种皮消失,种胚发育成洋葱状,形成原球茎,仍可观察到透明指状物(图2,)。图1铁皮石斛种子萌发生长过程A:铁皮石斛蒴果B:种子播种后培养1周C:4周D:6周E:8周F:12周图2铁皮石斛种子及无菌萌发时种胚形态特征(bar=100m):扫描电镜下种子群体形态(100);:7天;:14天(箭头所指为透明指状物);:28天本实验中13种培养基上的铁皮石斛种子均可观察到上述现象,但是,这些变化发生的快慢显著不同。其中,2、5、6和8号培养基在培养10天左右时,种子明显变绿,1、3、4和7号培养基次之,11、12和13号培养基绿色较弱,9和10号培养基上的种子几乎没有变化。当培养至第3周时,5、8和13号培养基上的种子颜色最绿,1、2、3、4、6和7号培养基居中,11和12号培养基上的种子微绿,9号培养基种子变化不显著,10号培养基上的种子与培养至2周时相比明显变绿。这说明,水分和无菌条件即可满足铁皮石斛种子萌发至原球茎阶段,大量元素的存在有利于种子的发育,而蔗糖或香蕉汁的存在对种子萌发的起始阶段呈现抑制作用,原因可能是蔗糖使培养基渗透压升高,不利于种胚吸水膨胀,香蕉汁中的某些组分可能抑制种子萌发。然而,当继续培养至第4周以后时,只有10号和13号培养基上的种子可以观察到继续生长现象(图1,D/E/F)。其中,第6周时,肉眼可直接看出原球茎典型特征,到第8周时,已经明显看到愈伤组织,而12周时,可观察到2片子叶和愈伤组织块。当把其中的一部分转移至新鲜的培养基上继续培养至6个月时,铁皮石斛苗高度可达15mm,含有香

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